JMCA:MnO2和VOx赝电容器的两性N–P改性超过其能量密度极限

由表面氧化还原反应贡献的赝电容器可以获得比双电层电容器更高的电容。然而，当正极和负极的电容和动力学不平衡时，它们的能量密度不能完全释放。在此，具有表面阳离子空位（CVAs）和与两性N和P物种（N，P–VOx）配位的VOx的活化Mo、F掺杂MnO2（A-MMO）被设计成即使在高倍率下也具有相当的电容。对于A-MMO，奥斯特瓦尔德熟化过程产生的表面Mn和Mo空位可以降低Mn的配位数，调节电子结构并缓冲Na+插入/取出应变。Na+离子可以与CVA附近的不饱和[O]悬挂键强烈相互作用，从而实现快速的氧化还原动力学。对于N，P–VOx，P对相邻N原子的给电子性质可以抑制V–N键中V原子对N原子的电子吸引，这允许V周围的高电子密度，并促进Na+吸附。理论计算、非原位拉曼和XRD结果揭示了CVAs和两性物种在调节赝电容材料的电子结构和电化学活性中的关键作用。与文献中使用超高质量负载不同，具有中等质量负载的组装A-MMO//N，P–VOx赝电容器实现了15.82 mW h cm−3的高能量密度、优异的机械柔性和变形下稳定的能量输出。

来源：Lulu Lyu, Gi-Hyeok Lee, Suwon Lee, Mihui Park, Huiling Huang, Xinghui Liu, Yong-Mook Kang and Yuanzhe Piao，Synchronized partial metal leaching and amphoteric N–P modification in MnO2 and VOx pseudocapacitor beyond its energy density limit，J. Mater. Chem. A, 2023,11, 676-690，https://doi.org/10.1039/D2TA08157A